Wie bei der Auswahl des passenden pH-Messgerätes, sollten Sie auch die Elektrode mit Bedacht ausgesucht werden, denn nicht alle Elektroden sind gleich. Für jede Anwendung sollte die Elektrode unter der Beachtung der darunter stehenden Punkte sorgsam ausgewählt werden. Sogar mit der besten Technik kann es vorkommen, dass wenn man eine für die Anwendung nicht geeignete Elektrode verwendet, die Elektrode nicht exakt reagiert und misst und eventuell sogar die Lebensdauer verkürzt wird.

Eine normale, einfache „Standard“ pH Elektrode ist aus Glas und besitzt eine größere kugelförmige Spitze und ein keramisches Diaphragma (Junktion), die den Elektrolytenfluss von dem Referenzteil der Elektrode ermöglicht. Diese Elektrode ist für viele Anwendungen passend, aber nicht ideal für alle Proben. Das pH Messen in halbfesten, festen Proben oder in Feststoffen, die sich bereits in einer Lösung aufgelöst haben, kann eine Herausforderung darstellen. Proben mit einer niedrigen Ionenanzahl können auch zu Probleme mit Reaktionszeit und Stabilität (wie Trinkwasser) führen.

Um Fehler bei Messungen zu vermeiden und die Haltbarkeit der Elektrode zu gewährleisten ist es notwendig eine Elektrode auszuwählen, die für Ihre Anwendung ideal ist. Konische Messspitzen mit offenem Diaphragma ermöglichen eine direkte Messung von festen und halbfesten Proben, wobei die Probe erst Aufgeschlämmt werden müsste. Bei Elektroden mit Keramikdiaphragma kann der Elektrolyt schneller in die Probe diffundieren, was mehr Stabilität bei pH-Messungen von Proben mit geringer Leitfähigkeit ermöglicht.

Elektroden für die Anwendung im Lebensmittelbereich:

Darauf sollten Sie bei der Anschaffung einer pH-Elektrode achten:

Spitzen

Die Spitzen selektiert man aufgrund des Anwendungsbereichs: Sind die Proben eher fest, flüssig, halb-halb oder cremig?

Elektroden aus Glas mit kugelförmiger Spitze sind am besten geeignet für das Testen von Flüssigkeiten. Glaselektroden sind oft kostengünstiger als PVDF-Plastik-Elektroden mit konischer Spitze. Diese Elektroden sind meist mit einem 3,5M KCl und Silber (Ag) Elektrolyten gefüllt und nachfüllbar, was die Lebensdauer der Elektrode verlängert.

Elektroden mit konischer Spitze sind häufig aus PVDF-Plastik und eignen sich besonders für das Testen von (halb)festen Stoffen und Emulsionen. Die konische Spitze oder wahlweise die Edelstahleinstichsonde machen eine direkte Messung einfach. Diese Elektrodenarten sind mit einem Viskose-Gel (Hartgel) gefüllt, sind aber nicht nachfüllbar und sollten nach einiger Zeit ersetzt werden.

Offenes und Keramik-Diaphragma

Das Diaphragma ist die elektrische Leitung zwischen Probe und der Referenzzelle der Elektrode. Die meisten lebensmittelspezifischen Elektroden besitzen ein „offenes“ Diaphragma, da herkömmliche Keramikdiaphragmen häufig verstopfen. Glas-Elektroden haben meist ein einfaches, doppeltes oder auch dreifaches Keramik-Diaphragma. Bei diesen Elektroden kann der Elektrolyt schneller in die Probe diffundieren, was mehr Stabilität bei pH-Messungen von Proben mit geringer Leitfähigkeit ermöglicht. PVDF-Elektroden haben meist ein offenes Diaphragma, was eine hohe Durchflussrate aufweist und daher ideal für (halb)feste Stoffe, Emulsionen und anderen Lebensmitteln, die herkömmliche pH-Elektroden durch Partikel evtl. verstopfen. Verstopfungen führen zu ungenauen und unstabilen Messungen.

 Einfache und Doppel-Diaphragma

Elektroden mit einem einfachen Diaphragma dienen dazu, die Referenzelektrode mit der Probe in Kontakt zu bringen. Unter ungünstigen Bedingungen wie hoher Druck, hohe Temperaturen oder stark sauren oder alkalischen Lösungen wird der positive Fluss des Elektrolyten durch das Diaphragma umgekehrt, was zum Rückfluss der Probe in die Referenzzelle führen kann. Wenn das passiert, kann es zu Kontaminationen der Referenzelektrode und zum Versagen der Elektrode kommen.

Bei einer Doppel-Diaphragma Elektrode ist die Referenzelektrode isoliert, sodass, wenn die Probe in die Elektrode gelangt, die Verschmutzung der Referenzelektrode minimiert wird. Diese sind typisch für lebensmittelspezifische Anwendungen, da das innere Diaphragma die Probe vor Silberverunreinigungen in KCl gefüllten Elektroden schützt. Die äußere Fülllösung in der Elektrode ist silberfrei, was die Silberabscheidung und daher das Risiko Verbindungen zu verstopfen, verringert.

CPS – Clogging Prevention System – Verstopfungsschutz

Gewöhnliche pH Elektroden haben ein oder mehrere Keramikdiaphragmen, die bei Verwendung in Wein und Most leicht verstopfen. Wenn das Diaphragma verstopft ist, führt dies zu ungenauen und unstabilen Messungen. Das Glas des CPS ™-Systems ermöglicht einen kontinuierlichen Flüssigkeitsfluss, während die PTFE-Hülse Schmutz abweist. CPS ™ schützt das Diaphragma vor Verstopfungen und Elektroden mit CPS ™ halten 20 mal länger.

HACCP Konformität

HACCP – Hazard Analysis and Critical Control Points beschreibt die Einhaltung von Hygienestandards und orientiert sich an den bestehenden gesetzlichen Anforderungen für die Lebensmittelindustrie. Elektroden mit HACCP werden als „lebensmittelecht“ bezeichnet.

Wenn’s heiß wird

Plastik mit Viscolen-Gel gefüllte Elektroden sind nicht für die Verwendung in heißen Proben mit über 80°C geeignet, da sonst das Elektrolyt-Gel schmilzt. Glas-Elektroden mit kugelförmiger Spitze sind dagegen hitzebeständig und können in über 100°C heißen Proben eingesetzt werden.

ATC – Automatische Temperaturkompensation

Der pH-Wert ist temperaturabhängig und deshalb muss darauf geachtet werden, dass Messungen immer unter den gleichen Bedingungen stattfinden. Geräte mit automatischer Temperaturkompensation gleichen Temperaturschwankungen der Umgebung aus, und gewährleisten dadurch sichere und genaue Messungen.

Elektrodenanschlüsse

Hannas Messgeräte besitzen entweder einen BNC oder DIN Anschluss.

BNC ist ein allgemeiner Stecker für Koaxialkabel-Geräte. Kombinations-Elektroden und Halbzellen-Elektroden, die eine separate Referenzelektrode und einen seperaten Referenzeingang erfordern, haben meistens einen BNC-Stecker

DIN ist ein runder Stecker und wird verwendet, um größere pH Messelektroden anzuschließen. Elektroden mit einem DIN-Stecker verfügen oft über einen eingebauten Temperatursensor.

Smart Elektroden

Smart Elektroden haben einen eingebauten Mikrochip, um z.B. Kalibrierdaten mit allen Details (Datum, Zeit, Puffer, Offset/Slope) zu speichern. Hannas HALO Bluetooth pH Elektrode liefert ohne Direktverbindung (ohne Kabel) die Daten sogar direkt auf das Smartphone oder Tablett.

Lebensdauer

Eine Elektrode hält nicht ewig! – Viele Faktoren beeinflussen die Lebensdauer der Elektrode: Kalibration, Reinigung, Aufbewahrung, Anwendungsbereich und Verwendung. Eine gut gewartete und gepflegte Elektrode kann bis zu 2 Jahren einsatzfähig sein.